대기압. 과학적 발견의 역사와 본질

가장 중요한 과학적 발견
무료 도서관 / 핸드북 / 가장 중요한 과학적 발견

대기압. 과학적 발견의 역사와 본질

가장 중요한 과학적 발견

공기의 존재는 고대부터 인간에게 알려져 왔습니다. BC VI 세기에 살았던 그리스 사상가 Anaximenes. 즉, 공기를 모든 것의 기초로 간주했습니다. 동시에 공기는 마치 실체가없는 "정신"인 것처럼 애매한 것입니다.

고대 원자 학자 Democritus, Epicurus 및 Lucretius는 공기의 물질적 성질을 의심하지 않았습니다. 공기의 원자는 이동성과 둥근 모양을 가지고 있다고 생각합니다. 더욱이 그들은 영혼 자체가 원자적 성질을 가지고 있으며 영혼의 원자는 특히 가볍고 작고 움직이기 쉽다고 믿었습니다. 공기를 XNUMX원소 중 하나로 분류한 아리스토텔레스는 공기에 무게가 있다고 믿었고, 심지어 공기와 함께 "비어 있는" 부풀려진 거품의 무게를 달아 실험을 통해 이를 확인할 수 있다고 생각했습니다. 아리스토텔레스는 이미 희박한 공간의 흡입 효과를 잘 알고 있었고, 이 사실에서 "자연은 공허함을 용납하지 않는다"는 원칙을 도출했습니다.

Reron은 공기가 작은 공극으로 분리된 입자로 구성되어 있다고 믿었던 많은 공압 장치를 발명했습니다. 그러나 그는 자연에 반하는 큰 공극의 존재를 고려하여 흡입, 펌프, 사이펀의 작용 및 현재 대기압으로 설명되는 다른 현상을 설명했습니다.

중세 초기에 대기의 개념은 40세기에 살았던 이집트 과학자 Al Haytama(Algazena)에 의해 표현되었습니다. 그는 공기에 무게가 있다는 것을 알았을 뿐만 아니라 공기의 밀도가 높이에 따라 감소한다는 사실을 알았고, 이를 통해 대기 굴절을 설명했습니다. 황혼의 지속 시간을 관찰하면서 Alhazen은 대기의 높이를 약 XNUMXkm로 추정했습니다. 그러나 중세 유럽은 공기의 바다의 물리적 특성에 대한 연구를 오랫동안 남겨두고 "공허에 대한 두려움"의 원리와 XNUMX 요소의 아리스토텔레스 개념으로 돌아 왔습니다.

대기 바다의 압력을 실제로 측정한 최초의 것은 이탈리아의 우물이었습니다. 갈릴레오의 "대화"에서 이 사실을 설명하는 방법은 다음과 같습니다.

Sagredo의 대담 자 중 한 사람은 "나는 한 번 물통보다 적은 어려움이나 더 많은 양의 물을 얻기 위해 이런 식으로 생각한 사람이 물을 펌핑하기 위해 펌프를 설치 한 우물을 보았습니다. 이 펌프에는 피스톤이있었습니다. 상단 밸브로 물을 끌어올리는 방식으로 하단 밸브가 있는 펌프처럼 압력을 가하지 않고 물을 끌어올렸습니다. 완벽하지만 물이이 수준 아래로 떨어지 자마자 펌프가 작동을 멈췄습니다. 그런 경우를 처음 발견했을 때 펌프가 손상되었다고 생각하고 마스터에게 수리를 요청했지만 후자는 모든 것이 순서대로, 그러나 물은 펌프로 올릴 수 없는 깊이까지 가라앉았고, 펌프나 흡입으로 물을 올리는 다른 기계는 XNUMX큐빗 이상의 머리카락으로도 물을 올릴 수 없다고 덧붙였습니다. 펌프가 넓든 좁든 최대 높이는 동일하게 유지됩니다.

갈릴레오 18규빗의 물 기둥의 최대 높이는 "공허에 대한 두려움"의 척도라고 믿었습니다. 갈릴레오는 대화에서 “구리는 물보다 XNUMX배 무겁기 때문에 공허함에 대한 두려움으로 인해 구리 막대가 파열되는 저항은 같은 두께의 막대 XNUMX큐빗의 무게와 같습니다.”라고 썼습니다.

다시 말해서, "공허에 대한 두려움"(즉, 대기압의 힘)은 10미터의 물기둥의 무게 또는 1,12미터 높이의 구리 기둥의 무게로 균형을 이룹니다. 갈릴레오, 제곱센티미터당 약 1킬로그램. 따라서 실무자들은 대기압의 힘을 충분히 정확하게 추정했으며 갈릴레오의 계산은 정확하지만 이탈리아 대가들이 관찰한 내용에 대한 해석은 여전히 학문적 성격을 띠고 있습니다. 한 단계 더 나아가야 했습니다. 토리첼리에서 만든

에반젤리스타 토리첼리(Evangelista Torricelli, 1608~1647)는 이탈리아 파엔차의 귀족 가문에서 태어났습니다. 아버지를 일찍 여의고 토리첼리는 그를 예수회 학교에 보낸 박학다식한 승려인 삼촌의 손에서 자랐습니다.

열여덟 살에 Torricelli는 수학 교육을 계속하기 위해 로마로 보내졌습니다. 로마에서 Evangelista는 Galileo-Bendetto Castelli (1577-1644)의 학생이자 추종자와 가까워졌습니다. Castelli는 도미니크회 사제이자 수학 교수였습니다. 그는 일찍부터 갈릴레오의 가르침에 동참했고 위대한 과학자의 충실한 조수이자 친구가 되었습니다.

1632년 갈릴레오의 유명한 "세계의 두 체계에 관한 대화"가 출판되었고, 1638년에 그의 마지막이자 가장 중요한 작품인 "두 과학에 관한 대화"가 출판되었습니다. 이 에세이는 토리첼리에게 강한 영향을 미쳤고 그의 영향으로 갈릴레오의 아이디어를 발전시킨 "자연 가속 운동에 관하여" 에세이를 썼습니다.

Torricelli의 원고인 그의 스승 Castelli는 로마를 떠나 베니스로 가는 길에 갈릴레오를 방문하여 그를 그녀에게 소개했습니다. 갈릴레오는 토리첼리의 연구를 너무 좋아해서 젊은 과학자를 자기 자리에 초대했습니다.

1641년 1642월, Torricelli는 Arcetri에 도착하여 Conversations를 완성하는 작업을 시작했지만 Galileo와의 협력은 오래 가지 못했습니다. 갈릴레오는 XNUMX년 XNUMX월에 사망했습니다.

투스카니 공작은 토리첼리에게 갈릴레오의 자리를 차지하도록 초대했습니다. Torricelli는 이에 동의하고 이 직책에서 남은 짧은 생애를 보냈습니다.

갈릴레오가 죽은 후 그의 두 제자인 토리첼리와 비비아니는 긴밀한 협력을 통해 일했습니다. 이제 그들의 주요 임무는 실험 방법을 검증하는 것이었습니다. 다른 여러 사람들이 Torricelli와 Viviani에 합류했습니다. 이 서클에서 유명한 Florentine Academy of Experience가 탄생했으며 Torricelli가 죽은 지 19년 후인 1657년 XNUMX월 XNUMX일에 조직 설계를 받았습니다.

그의 삶의 로마 시대에 이미 Torricelli는 근본적인 발견, 즉 대기압의 발견의 문턱에 서있었습니다. 그러나 지금은 새로운 역학 관계가 그의 관심을 끌고 있습니다. Castelli가 Galilei에게 발표하고 1641년 피렌체에서 이탈리아어로 "무거운 물체의 운동에 관한 논문"이라는 제목으로 확장된 형태로 출판된 "On Natural Accelerating Motion" 작업에서 책은 1644년에 등장), Torricelli는 Galileo의 역학을 개발합니다.

Torricelli는 공기 저항이 없는 상태에서 균일한 중력장에서 던져진 물체의 궤적에 대한 탄도 문제를 해결한 최초의 과학자가 되었습니다.

역학에 대한 Torricelli의 연구에서 가장 주목할만한 결과는 용기의 구멍에서 유체 흐름의 법칙을 발견한 것입니다. 그의 교사 Castelli의 연구에 인접한이 발견은 그를 수리학 창시자로 명성을 얻었습니다.

그리고 마침내 토리첼리는 가장 위대한 발견을 합니다. 그는 수은 기둥의 무게로 대기의 무게를 측정하는 아이디어를 생각해 냈습니다. 1643년 그의 지시에 따라 Torricelli의 친구 Vincenzo Viviani가 실험을 수행했습니다. 실험은 모든 기대를 충족시켰고, 수은은 주어진 높이에서 멈추고 그 위에 "토리셀리언 보이드(Torricellian void)"가 형성되었습니다.

나중에 Torricelli는 유명한 실험에 대한 유일한 간행물인 11년 1644월 XNUMX일 이탈리아 수학자 Ricci에게 보낸 편지에서 보고된 대로 두 개의 튜브로 실험을 반복했습니다. 다음은 그 편지에서 발췌한 내용입니다.

"... 많은 사람들은 공허함이 전혀 존재하지 않는다고 주장합니다. 다른 사람들은 자연의 저항을 극복해야만 얻을 수 있으며, 더욱이 큰 어려움을 겪어야만 얻을 수 있다고 말합니다. 나는 공허함을 얻을 때 반대가 분명히 감지되는 모든 경우에 있다고 믿습니다. , 일부 과학자들은 공극이 형성되는 동안 공기의 중력으로 인해 나타나는 반대의 사실을 부인할 수 없음을보고이 저항을 기압에 기인하지 않기 때문에 이것을 말할 필요가 없습니다. 우리는 공기의 바다 밑바닥에 살고 있으며, 실험을 통해 공기에 무게가 있다는 것은 의심할 여지 없이 입증되었습니다...

우리는 50큐빗 길이의 튜브로 많은 유리 병을 만들었습니다. 우리는 손가락으로 구멍을 잡고 수은으로 채웠습니다. 그런 다음 튜브를 수은 컵에 넣었을 때 비워졌지만 부분적으로만: 각 튜브는 팔꿈치와 한 손가락 높이까지 수은으로 채워져 있었습니다. 유리병(튜브 상단 부분)이 완전히 비었음을 증명하기 위해 대체된 컵에 물을 채운 다음 튜브를 서서히 들어 올리면서 구멍이 물 속에서 수은과 전체 바이알이 튜브에서 맨 위까지 쏟아져 빠르게 물로 채워졌습니다. 따라서 바이알은 비어 있지만 수은은 튜브에 보관됩니다. 지금까지 수은이 자연적으로 하강하는 경향을 막는 힘은 튜브의 상부 내부에 비어 있거나 매우 희박한 물질의 형태로 있다고 가정했습니다. 나는 그 이유가 용기 외부에 있다고 주장하지 않습니다. 3000xXNUMX 단계의 공기 기둥이 컵의 액체 표면을 강하게 누릅니다. 액체가 유리관 내부로 들어가는 것은 놀라운 일이 아닙니다. ) 외부 공기와 균형을 이루지 못할 때까지 상승합니다. 그러나 물은 비슷하지만 훨씬 더 긴 튜브에서 상승합니다. 수은이 물보다 몇 배 더 무겁습니다 ... "

완전히 설득력 있게 하기 위해 Torricelli는 두 개의 파이프로 실험을 설정했습니다. 그는 수은이 어떤 호불호도 가지지 않으며, 수은 위 공간의 모양은 아무런 역할도 하지 않으며 단지 외부 기압의 문제라는 것을 보여주고자 합니다.

그는 같은 편지에서 “이러한 고려는 수은이 항상 같은 수평선 AB에 설치된 두 개의 튜브 A와 B와 동시에 배치된 실험에 의해 확인되었습니다. 이것은 힘이 작용하지 않는다는 완전히 신뢰할 수 있는 표시입니다. 내부(진공) , 더 큰 힘이 선박 AB 내부에 있어야 하므로 더 희박한 무언가가 끌어 당기고 매우 작은 공간 B보다 완전한 희박화로 인해 훨씬 더 강해야 합니다.

Torricelli는 수은 기둥 형성의 외부 원인에 대한 훨씬 더 중요한 증거를 발견했습니다. 과학자는 기둥의 높이가 변동, 즉 대기의 압력이 변경되었음을 알아차렸습니다. 따라서 Torricelli 관은 최초의 기압계가되었습니다. 이 경험에서 기압과 온도의 가장 중요한 특성인 날씨에 대한 과학적 관찰이 시작되었습니다.

Torricelli의 실험이 완벽하지 않았다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 그에게 주어진 수은 기둥의 높이는 해발 피렌체의 높이를 고려하면 수은의 74,2 센티미터에 해당합니다. 이 값의 작은 값은 분명히 "Torricellian void"에 약간의 공기가 남아 있다는 사실로 설명할 수 있습니다.

공허에 대한 두려움의 교리에 대한 투쟁은 Torricelli의 경험으로 끝나지 않았습니다. 수은 기둥을 지탱하는 힘에 대한 가설은 Torricelli가 죽은 후에도 오래 지속되었습니다. 유명한 경험 파스칼 기압계의 높이 변화가 높이와 관련이 있음을 증명하고 수압계를 만든 (1623-1662)는 Torricelli의 결론을 확인했습니다. 그러나 Boyle와 Guericke에 의한 공기 펌프의 발명과 대기압의 힘을 입증하는 효과적인 실험이 Boyle와 Guericke에 의해 이루어지면서 마침내 공허에 대한 두려움의 개념을 무너뜨렸습니다. 일종의 영적 원리로서의 공기에 대한 생각은 마침내 묻혔습니다. Guericke는 대피한 선박과 공기로 선박의 무게를 측정하여 공기의 무게를 직접 경험하여 증명했습니다. 이 경험을 통해 그는 "공기는 의심할 여지 없이 신체적인 것"이라는 주요 결론에 도달했습니다. 따라서 공기가 차지하는 장소에서 제거되어 "공극", "진공"을 형성할 수 있는 물질 유형 중 하나라는 개념은 과학에서 확립되었습니다.

저자: Samin D.K.

흥미로운 기사를 추천합니다 섹션 가장 중요한 과학적 발견:

▪ 전해 해리 이론

▪ 미적분 및 미적분

▪ 식물 분류

다른 기사 보기 섹션 가장 중요한 과학적 발견.

읽고 쓰기 유용한 이 기사에 대한 의견.

<< 뒤로

과학 기술의 최신 뉴스, 새로운 전자 제품:

세계 최고 높이 천문대 개관 04.05.2024

우주와 그 신비를 탐험하는 것은 전 세계 천문학자들의 관심을 끄는 과제입니다. 도시의 빛 공해에서 멀리 떨어진 높은 산의 신선한 공기 속에서 별과 행성은 자신의 비밀을 더욱 선명하게 드러냅니다. 세계 최고 높이의 천문대인 도쿄대학 아타카마 천문대가 개관하면서 천문학 역사의 새로운 페이지가 열렸습니다. 해발 5640m 고도에 위치한 아타카마 천문대는 우주 연구에서 천문학자들에게 새로운 기회를 열어줍니다. 이 장소는 지상 망원경의 가장 높은 위치가 되었으며, 연구자에게 우주의 적외선을 연구하기 위한 독특한 도구를 제공합니다. 고도가 높아서 하늘이 더 맑고 대기의 간섭이 적지만, 높은 산에 천문대를 짓는 것은 엄청난 어려움과 도전을 안겨줍니다. 그러나 어려움에도 불구하고 새로운 천문대는 천문학자들에게 연구에 대한 광범위한 전망을 열어줍니다. ...>>

기류를 이용한 물체 제어 04.05.2024

로봇 공학의 발전은 다양한 물체의 자동화 및 제어 분야에서 우리에게 새로운 전망을 계속 열어주고 있습니다. 최근 핀란드 과학자들은 기류를 사용하여 휴머노이드 로봇을 제어하는 혁신적인 접근 방식을 제시했습니다. 이 방법은 물체를 조작하는 방식에 혁명을 일으키고 로봇 공학 분야의 새로운 지평을 열 것입니다. 기류를 이용하여 물체를 제어한다는 아이디어는 새로운 것이 아니지만, 최근까지도 이러한 개념을 구현하는 것은 어려운 과제로 남아 있었습니다. 핀란드 연구자들은 로봇이 특수 에어 제트를 '에어 핑거'로 사용하여 물체를 조작할 수 있는 혁신적인 방법을 개발했습니다. 전문가 팀이 개발한 공기 흐름 제어 알고리즘은 공기 흐름 내 물체의 움직임에 대한 철저한 연구를 기반으로 합니다. 특수 모터를 사용하여 수행되는 에어 제트 제어 시스템을 사용하면 물리적인 힘에 의지하지 않고 물체를 조종할 수 있습니다. ...>>

순종 개는 순종 개보다 더 자주 아프지 않습니다. 03.05.2024

애완동물의 건강을 돌보는 것은 모든 개 주인의 삶의 중요한 측면입니다. 그러나 순종견이 잡종견에 비해 질병에 더 취약하다는 일반적인 가정이 있습니다. 텍사스 수의과대학 및 생물의학대학 연구원들이 주도한 새로운 연구는 이 질문에 대한 새로운 관점을 제시합니다. DAP(Dog Aging Project)가 27마리 이상의 반려견을 대상으로 실시한 연구에 따르면 순종견과 잡종견은 일반적으로 다양한 질병을 경험할 가능성이 동등하게 높은 것으로 나타났습니다. 일부 품종은 특정 질병에 더 취약할 수 있지만 전체 진단율은 두 그룹 간에 사실상 동일합니다. 개 노화 프로젝트(Dog Aging Project)의 수석 수의사인 키스 크리비(Keith Creevy) 박사는 특정 개 품종에서 더 흔한 몇 가지 잘 알려진 질병이 있다고 지적하며, 이는 순종 개가 질병에 더 취약하다는 개념을 뒷받침합니다. ...>>

아카이브의 무작위 뉴스

Intel Optane DC - 3D XPoint 칩이 탑재된 최초의 RAM 04.06.2018

Intel Optane 드라이브는 아직 많은 인기를 얻지는 못했지만 더 이상 새로운 것은 아닙니다. 그러나 초기에 프로세서 거인은 동일한 3D XPoint 칩을 기반으로 하는 RAM을 출시하고 향후에는 솔리드 스테이트 드라이브와 RAM 사이의 경계를 완전히 흐리게 하겠다고 약속했습니다.

Intel은 3D XPoint 메모리가 탑재된 최초의 Optane DC RAM을 출시했습니다. 모듈은 DIMM 형식으로 만들어지며 DDR4 메모리와 핀 호환됩니다. 처음에는 128, 256 및 512GB 모듈을 사용할 수 있습니다.

처음에는 그러한 메모리가 소비자 부문을 전혀 겨냥하지 않을 것입니다. 더 정확하게 말하면 인텔은 데이터 센터에서의 사용에 대해 이야기하고 있습니다. 게다가 선별된 고객에 대한 배송은 올해 말까지 시작되지 않으며 내년에 더 많은 배포가 계획되어 있습니다.

다른 흥미로운 소식:

▪ 커튼 컨트롤용 MIJIA 스마트 기기

▪ 다섯 번째 세력의 존재는 확인되지 않았습니다

▪ 배고픈 사람들의 분노

▪ 인류 역사상 가장 어려운 해로 선정

▪ 양자점은 미래의 전자 제품을 위해 성장했습니다.

과학 기술 뉴스 피드, 새로운 전자 제품

무료 기술 라이브러리의 흥미로운 자료:

▪ 사이트 금속 탐지기 섹션. 기사 선택

▪ 기사 아름다운 지역에서. 대중적인 표현

▪ 기사 백인 죄수와 9중대에서 촬영된 동물은? 자세한 답변

▪ Oenoter의 비엔날레 기사. 전설, 재배, 적용 방법